الكبد هو عضو حيوي يقوم باستقلاب العناصر الغذائية والمواد الكيميائية ، ولكنه أيضا يتعرض باستمرار للإهانات السامة للخلايا والمسرطنة. في حين أن الكبد البالغ قادر على إعادة النمو بعد الإصابة ، فإن قوته التجديدية تتأثر بشدة بعمر1. حتى الآن ، فإن الخيار العلاجي الوحيد للمرضى الذين يعانون من أمراض الكبد المزمنة في المرحلة النهائية أو تلف الكبد الحاد الهائل هو زراعة الكبد ، والتي تطرح العديد من التحديات الخاصةبها 2. لفهم الفيزيولوجيا المرضية الجزيئية للكبد بشكل أفضل من خلال استجواب وظائف الجينات ذات الأهمية ، تم تطوير التلاعب الجيني للتطبيق في الجسم الحي ، بما في ذلك الضربة القاضية بوساطة RNAi والحذف المستهدف بواسطة Cre recombinase في وجود مواقع loxP3. يمكن تسليم كاسيت التعبير Cre وبناء shRNA بواسطة المركبات الفيروسية.
النمط المصلي للفيروس 8 المرتبط بالغدة (AAV8) هو ناقل قوي لتوصيل الجينات إلى أنواع الأنسجة الانتقائية (على سبيل المثال ، الكبد والعضلات الهيكلية والقلب والدماغ والبنكرياس) بكفاءة عالية واستجابة التهابية منخفضة4،5. لاستهداف أعضاء الجسم الداخلية ، يتم إدخال AAV8 عادة عن طريق حقن وريد الذيل ، حيث تنتقل الجزيئات الفيروسية أولا عبر الرئة قبل الوصول إلى الدورة الدموية الجهازية. في المقابل ، يسمح لهم حقن الوريد البابي بالوصول إلى الكبد أولا قبل أن ينتشر عبر الرئة ، وهو مصدر محتمل للعزل والتخفيف. ومع ذلك ، فإن حقن الوريد البابي يمثل تحديا تقنيا وغالبا ما يكون معقدا بسبب النزيف الناجم عن العملية وارتفاع معدل الوفيات. لتحقيق ضربة قاضية فعالة للجينات (KD) في الكبد مع تجنب مشكلة ارتفاع معدل الوفيات في الفترة المحيطة / بعد الجراحة ، اختبرنا طريقة للحقن داخل الطحال ل AAV8 التي تحمل shRNA هندسيا يستهدف النيوكليوستمين (NS) (AAV8-shNS1) وقارنا كفاءته في KD بتلك الخاصة بحقن الوريد البابي AAV8-shNS1.
NS هو بروتين غني بالخلايا الجذعية / السلفية تم اكتشافه أولا في الخلايا الجذعية العصبية ولاحقا في عدة أنواع أخرى من الخلايا الجذعية والسرطانات6،7. تظهر الأهمية البيولوجية ل NS من خلال النمط الظاهري الجنيني المبكر المميت لفئران NS-knockout (NSKO) في الجسم الحي3،8 والاضطراب الناجم عن NSKD للتجديد الذاتي في المختبر9،10. في البالغة ، توجد مستويات عالية من تعبير NS في الخصية والعديد من الأنسجة التي تخضع للتجدد ، بما في ذلك الخلايا الظهارية المصطبغة بالنيوت بعد استئصال العدس وخلايا العضلات بعد بتر الأطراف11 ، بالإضافة إلى تجديد أنسجة الثدييات ، مثل خلايا عضلة القلب في الفئران بعد إصابة القلب12 وخلايا الكبد بعد إصابة الكبد (على سبيل المثال ، CCl4) أو الاستئصال الجراحي (على سبيل المثال ، استئصال الكبد الجزئي)13،14. علاوة على ذلك ، ثبت أن NS يلعب أدوارا مهمة في تطور أورام الثدي والكبد والفم15،16،17. ميكانيكيا ، ثبت أن NS يعزز التجديد الذاتي من خلال حماية الجينوم المتماثل من تلف الحمض النووي18،19. ومع ذلك ، نظرا للنمط الظاهري الجنيني القاتل المبكر للخط الجرثومي NSKO ، هناك حاجة إلى طريقة تجريبية لإدخال NSKD مؤقتا بعد الانتهاء من نمو الأنسجة لتحديد أنشطتها البيولوجية في الأعضاء البالغة.
في هذه المقالة ، نستخدم NS كمثال على ذلك لتوضيح إنشاء واختبار طريقة جين الكبد في الجسم الحي KD التي تتسم بالكفاءة وذات معدل وفيات منخفض ناتج عن الإجراءات.